MATLAB復(fù)習(xí)知識點

1、MATLAB復(fù)習(xí)1、實現(xiàn)符號函數(shù)1,x0,ysgn(x)0,x0,1,x0運算功能的函數(shù)m文件為：functiony=sgn(x)ifx0y1=-1;elseifx=0y1=0;elsey1=1;endy=y1;2、求滿足1+2+3+n100的最大正整數(shù)n的MATLAB程序為：sum=0;n=0;whilesum變量=表認(rèn)式10、MATLAB常用命令quit 關(guān)閉 MATLABexit 關(guān)閉 MATLABclc 清除MATLAB命令窗口中的所有顯示內(nèi)容clear清除工作空間中保存的所有變量11、MATLAB基本數(shù)據(jù)類型：雙精度數(shù)組、字符串?dāng)?shù)組、元胞數(shù)組、結(jié)構(gòu)數(shù)組12、矩陣的創(chuàng)建1直接輸入法2通

2、過數(shù)據(jù)文件創(chuàng)建矩陣3通過m文件創(chuàng)建矩陣4通過函數(shù)創(chuàng)建矩陣5冒號法13、冒號法1冒號法構(gòu)造向量冒號表達式的一般格式為：向量名=初值：步長：終值2冒號法構(gòu)造矩陣一般格式為：A(:,j):表示矩陣A的第j列;A(i,:):表示矩陣A的第i行。A(i,j)表示取矩陣A的第i行第j列交叉位置的元素14、矩陣的運算/(矩陣的右除)或(矩陣的左除)A-1=inv(A)矩陣的逆15、求下面方程組的根3x3 52x3 5X3 163x15x1x22x23x2A=2,1,-3;3,-2,2;5,-3,-1;B=5;5;16;%歹U向量X=AB16、矩陣的大小測度行數(shù)：m=size(A,1)歹！J數(shù)：n=size(

3、A,2)測行數(shù)和列數(shù)：d=size(A)17、矩陣的元素操作A(2,3):找出元素A(3,5)=-1:賦值18、符號變量和符號表達式用函數(shù)sym建立符號變量、符號表達式和符號矩陣。調(diào)用格式為：變量=sym(表達式)用函數(shù)syms建立符號變量、符號表達式和符號矩陣調(diào)用格式為：Symsvar1var2var319、符號微積分limit(f,x,a)求表達式f當(dāng)x-a時的極限diff(f)求表達式f對缺省變量的微分diff(f,n)求表達式f對缺省變量求n階微分diff(f,v)求表達式f對變量v的微分diff(f,v,n)求表達式f對變量v的n階微分int(f)求表達式f對缺省變量的積分int(f

4、,v)求表達式f對變量v的積分int(f,v,a,b)求表達式f在區(qū)間(a,b)上對變量v的定積分20、已知f(x)=ax2+bx+c,求f(x)的微分和積分。解：symsabcxf=sym(a*xA2+b*x+c)f=a*xA2+b*x+cdiff(f,a)ans=xA2int(f)ans=1/3*a*xA3+1/2*b*xA2+c*xint(f,x,0,2)ans=8/3*a+2*b+2*c21、MATLAB繪圖命令例在0,2用紅線畫sinx,用綠圈畫cosx.x=linspace(0,2*pi,30);%30等分y=sin(x);z=cos(x);plot(x,y,r,x,z,go)符號

5、函數(shù)(顯函數(shù)、隱函數(shù)和參數(shù)方程)畫圖ezplot命令(1)ezplot(f(x),a,b)表示在axb繪制顯函數(shù)f=f(x)的函數(shù)圖.(2)ezplot(f(x,y),xmin,xmax,ymin,ymax)表示在區(qū)間xminxxmax和yminyymax繪制隱函數(shù)f(x,y)=0的函數(shù)圖.(3)ezplot(x(t),y(t),tmin,tmax)表示在區(qū)間tminttmax繪制參數(shù)方程x=x(t),y=y(t)的函數(shù)圖.例在-2，0.5，0，2上畫隱函數(shù)exsin(xy)0的圖.解：輸入命令：ezplot(exp(x)+sin(x*y),-2,0.5,0,2)例在-1，2上畫ye2xsin

6、(3x2)的圖形.解：先建M文件：functionY=myfun1(x)Y=exp(2*x)+sin(3*x.A2)再輸入命令：fplot(myfun1-1,2,)處理圖形1GRIDON:加格柵在當(dāng)前圖上GRIDOFF:刪除格柵2hh=xlabel(string):在當(dāng)前圖形的x軸上加圖例stringhh=ylabel(string):在當(dāng)前圖形的y軸上加圖例stringhh=zlabel(string):在當(dāng)前圖形的z軸上加圖例stringhh=title(string):在當(dāng)前圖形的頂端上加圖例string3holdon保持當(dāng)前圖形，以便繼續(xù)畫圖到當(dāng)前圖上holdoff釋放當(dāng)前圖形窗口22

7、、Simulink仿真實例例題1、使用Simulink創(chuàng)建系統(tǒng)，求解非線性微分方程(3x2x2)x4x4x.其初始值為x(0)0,x(0)2,繪制函數(shù)的波形.例題2、力-質(zhì)量系統(tǒng)，要拉動一個箱子拉力f=1N),箱子質(zhì)量為M(1kg),箱子與地面存在摩擦力(b=0.4N(/m/s),其大小與車子的速度成正比。質(zhì)量M-拉力/hx一MA其有摩擦力其運動方程式為：fbxMsys=tf132,15734、零極點增益模型sys=zpkz,p,k建立連續(xù)系統(tǒng)的零極點增益模型sysoz,p,k分別對應(yīng)系統(tǒng)的零點向量，極點向量和增益sys2=tfsys將零極點增益模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型【例】G(s)【解】已知控

8、制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為，用MATLAB建立其數(shù)學(xué)模型2s23s232s35s27s31生成連續(xù)傳遞函數(shù)模型。在MATLAB命令窗口中輸入： num= den=1 3 2;1 5 7 3; sys= tfnum,den【例】系統(tǒng)的零極點增益模型為建立其傳遞函數(shù)模型。【解】在MATLAB命令窗口中輸入:、(s 0.1)(s 0.2)G(s) 2，用 MATLAB(s 0.3)2 z =J； P= Cd； k= 1； sys= zpkz5、模型連接1串聯(lián)連接,p, k%建立系統(tǒng)的零極點增益模型格式：sys= seriessysl,sys22并聯(lián)連接格式：sys= parallel sys13反饋連接sy

9、s2格式：sys= feedback sys124、時域分析時域響應(yīng)性能指標(biāo)求取1、峰值時間Y,k=max(y) timetopeak=t(k) 2、超調(diào)量sys2, sign%求出y的峰值及相應(yīng)的時間%獲得峰值時間C=dcgain(G)Y,k=max(y)%求取系統(tǒng)的終值%求出y的峰值及相應(yīng)的時間percentovershoot=100*(Y -C)/C 3、上升時間 C=dcgain(G) n=1while y(n)0.98*C)&(y(i)1.02*C) i=i -1 endSettingtime=t(i)%計算超調(diào)量例1已知二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)為G(s)(s 1 3i)(s 1 3i),編

10、程求取系統(tǒng)的性能指標(biāo)。G=zpk(,-1+3*i,-1-3*i,3);%計算最大峰值時間和它對應(yīng)的超調(diào)量C=dcgain(G)y,t=step(G);piot(t,y)gridY,k=max(y);timeopeak=t(k)%取得最大峰值時間percentovershoot=100*(Y-C)/C%計算超調(diào)量n=1%計算上升時間whiley(n)0.98*C)&(y(i)1.02*C)i=i-1;endsettingtime=t(i)2例2已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)，具開環(huán)傳遞函數(shù)為G(s)n，其中n=1,試s(s2n)繪制分別為時其單位負(fù)反饋系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。wn=1sigma=0,0.2,

11、0.4,0.6,0.9,1.2,1.5figure(1);holdonnum=wn*wnt=linspace(0,20,200)%將t在0到20之間均等分成200份fori=sigmaden=conv(1,0,1,2*wn*i);s1=tf(num,den)sys=feedback(s1,1)step(sys,t)gridendtitle(典型二階系統(tǒng)取不同阻尼比時的單位階躍響應(yīng))holdongtext(sigma=0);gtext(sigma=0.2);gtext(sigma=0.4);gtext(sigma=.6);gtext(sigma=0.9);gtext(sigma=1.2);gte

12、xt(sigma=1.5);例3已知單位負(fù)反饋的二階系統(tǒng)，具開環(huán)傳函為G(s)k，其中T=1,試?yán)Ls(Ts1)制k分別為，時，其單位負(fù)反饋系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。T=1k=0.1,0.2,0.5,0.8,1.0,2.4t=linspace(0,20,200)num=1;den=conv(1,0,T,1)forj=1:6s1=tf(num*k(j),den)sys=feedback(s1,1)y(:,j尸step(sys,t);endplot(t,y(:,1:6);gridtitle(典型二階系統(tǒng)取不同開環(huán)增益時的單位階躍響應(yīng))gtext(k=0.T);gtext(k=0.2);gtext(k=

13、0.5);gtext(k=0.8);gtext(k=1.0);gtext(k=2.4);例4已知單位負(fù)反饋的二階系統(tǒng)，其中T=1,K=1,試?yán)L制分別為時，其單位負(fù)反饋系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。T=1k=1tou=0,0.05,0.2,0.5,1.0,2.4t=linspace(0,20,200)num=1forj=1:6den=conv(1,0,T,1+tou(j)s1=tf(num*k,den)sys=feedback(s1,1)y(:,j尸step(sys,t);endplot(t,y(:,1:6);gridtitle(典型二階系統(tǒng)采用輸出微分反饋時的單位階躍響應(yīng))gtext(tou=0);

14、gtext(tou=0.05);gtext(tou=0.2);gtext(tou=0.5);gtext(tou=1.0);gtext(tou=2.4);25、生成特定的激勵信號的函數(shù)gensig()格式：u,t=gensig(type,tau)功能：按指定的類型type和周期tau生成特定類型的激勵信號u。其中變元type可取字符為：sin日弦)、square方(波卜pulse脈?中)。26、單位沖激響應(yīng)函數(shù)impulse()格式：impulse(sys),一_4例：系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：Gs)1s2s4求脈沖響應(yīng)。MATLAB程序如下：sys=tf(4,114);%生成傳遞函數(shù)模型impulse(

15、sys);%計算并繪制系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)title(脈沖響應(yīng));27、任意輸入的響應(yīng)函數(shù)lsim()格式：lsim(sys,u,T)功能：計算和繪制LTI模型sys在任意輸入u、持續(xù)時間T的作用下的輸出y,不返回數(shù)據(jù)，只返回圖形例：求系統(tǒng)：Gs)s22s5的方波響應(yīng)，其中方波周期為MATLAB程序為：6秒，持續(xù)時間12秒，采樣周期為秒u,t=gensig(square,6,12,0.1); plot(t,u, -);hold on;sys=tf(1,1,1,2,5);lsim(sys,u,t);%生成方波信號%繪制激勵信號27、28、階躍響應(yīng)函數(shù)step()%生成傳遞函數(shù)模型%系統(tǒng)對方波激勵信

16、號的響應(yīng)格式：step(sys)Bode圖繪制與Nyquist圖繪制Bode圖繪制bode(sys)Nyqusit圖繪制nyquist(sys)例:試?yán)L制開環(huán)系統(tǒng)H(s)的Nyquist曲線，判斷閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求出閉環(huán)系統(tǒng)的單位沖激響應(yīng)。其中H(s)_(s5)(s2)MATLAB程序為：k=50;z=;p=-5,2;sys=zpk(z,p,k);figure(1);nyquist(sys);title(Nyquist曲線圖);figure(2);sb=feedback(sys,1);impulse(sb);title(單位沖激響應(yīng));29、MATLAB常用操作界面包括命令窗口、工作空間窗口瀏覽器、命令M史窗口、當(dāng)前目錄窗口、內(nèi)存數(shù)組編輯器、M文件編輯/調(diào)試器、幫助導(dǎo)航/瀏覽器、圖形窗口等。30、MATLAB中clf用于清除圖形窗、clc用于清除指令窗中顯示內(nèi)容、clear用于清除MATLAB工作空間中保存的變量。31、為了使